Combustión
COMBUSTION
La investigación de la combustión implica el estudio complejo de una reacción química entre múltiples sustancias. La velocidad a la que se combinan las sustancias es muy alta debido a la energía que se genera por la combinación de oxígeno y calor o llama. El estudio de la combustión se basa en el conocimiento de la química, la física y la mecánica. La investigación sobre la combustión se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, como las pruebas de motores en la industria del automóvil y las pruebas de motores de cohetes y reactores en la industria aeroespacial.
Encendido por tren de pulsos con bujías láser de conmutación Q pasiva
La combustión más ligera y la reducción de tamaño son dos conceptos perseguidos por los desarrolladores de motores para reducir el consumo de combustible y las emisiones. Ambos enfoques plantean crecientes problemas de encendido, ya que estos conceptos suelen estar asociados a un aumento de la velocidad del flujo y del grado de turbulencia, así como a un aumento de la presión en el momento del encendido. En este contexto, el uso de bujías láser miniaturizadas de conmutación Q con encendido por tren de pulsos se considera una alternativa prometedora a las bujías convencionales.
Estudio experimental de la llama turbulenta estratificada y premezclada de metano/aire de bajo remolino
Se realizaron mediciones simultáneas de fluorescencia inducida por láser (PLIF) de CH2O a alta velocidad de repetición (3 kHz) y de velocimetría de imágenes de partículas (PIV) en llamas turbulentas de metano/aire estratificadas de bajo remolino para investigar la evolución espacial y temporal a gran escala de la llama y la dinámica del flujo. Además, se llevaron a cabo PLIF de OH y CH2O a una tasa de repetición baja (10Hz) para estudiar el efecto global de la relación de equivalencia, ϕ, en la llama. Se utilizó un quemador de bajo remolino para estabilizar una amplia gama de llamas, desde llamas magras cercanas a la extinción hasta llamas cercanas a la estequiometría con ϕ = 0,9. Las llamas presentan una estructura laminar en el frente de ataque y una estructura de llama engrosada con enfriamiento local en el borde de salida. Se obtienen datos estadísticos detallados, incluyendo el campo de velocidad, la ubicación media de la llama; el espesor de la capa de precalentamiento, el espesor del cepillo de la llama y la densidad de la superficie de la llama. Estos datos proporcionan una base de datos útil para comparar las simulaciones de modelos de combustión. Los resultados revelan un comportamiento interesante de la llama; dependiendo de la relación de equivalencia, la interacción a gran escala entre la llama y el campo de flujo adopta diferentes formas.
Simulación de portaflamas de cuerpo blando: Sobre el uso de la descomposición ortogonal adecuada para la validación de la dinámica de la combustión
Las herramientas contemporáneas para la experimentación y el modelado computacional del flujo reactivo inestable abren nuevas oportunidades para la comprensión de la ingeniería de los fenómenos dinámicos. En el trabajo que aquí se presenta, se describe un novedoso uso de la descomposición ortogonal adecuada (POD) para validar la estructura de la liberación de calor dominante y las características del flujo en la llama, la capa de cizallamiento y la estela de una llama estabilizada por un cuerpo de farol. Se presenta un proceso de validación general que implica una comparación de los resultados experimentales y computacionales, comenzando con las estadísticas medias de un solo punto y extendiéndose luego a los modos dinámicos de los datos utilizando POD para reducir el conjunto de instantáneas del campo de flujo. Los resultados demuestran el uso de esta técnica aplicándola a las simulaciones de grandes remolinos del experimento de combustión premezclada estabilizada con cuerpo de farol.